Сегодня | Общество с ограниченной ответственностью "РИТМ-ИТ" | Компьютеры, софт

Серверный шкаф 19 дюймов: как выбрать и не ошибиться

Почему нельзя выбирать шкаф только по количеству юнитов

Многие думают, что выбрать серверный шкаф просто: посчитал юниты — и готово. На практике всё сложнее. Прежде чем покупать корпус, нужно понять:

какую высоту займёт оборудование;
какой глубины серверы и направляющие;
сколько всё это будет весить;
как пройдут кабели;
где разместятся PDU;
как будет организовано охлаждение.

Для полноразмерных серверов обычно нужен напольный шкаф достаточной глубины с четырьмя монтажными стойками и перфорированными дверями.

Самая частая ошибка: шкаф формально подходит по U, но оказывается слишком мелким или неудобным для кабелей и отвода горячего воздуха.

Что значит «19 дюймов»

Обозначение «19 дюймов» относится не к внешней ширине шкафа, а к стандартному монтажному формату оборудования и стоек. Международная серия IEC 60297 описывает механические конструкции для оборудования формата 482,6 мм (19 дюймов).

Внешняя ширина шкафа при этом обычно больше. На практике чаще всего встречаются корпуса шириной 600 и 800 мм.

В 19-дюймовый шкаф устанавливают:

стоечные серверы;
системы хранения данных;
сетевые коммутаторы;
маршрутизаторы;
межсетевые экраны;
патч-панели;
ИБП;
KVM-оборудование;
горизонтальные кабельные организаторы;
полки;
PDU и другое оборудование.

Так что надпись «19"» подтверждает только монтажный стандарт. О высоте, внешней ширине, глубине и допустимой массе она ничего не говорит.

Что такое U

Высота оборудования в стойке измеряется в юнитах — U. Один юнит равен 44,45 мм (1,75 дюйма). Например, APC указывает для 19-дюймового оборудования размер 1U = 44,45 мм.

Поэтому сервер высотой:

1U занимает один монтажный юнит;
2U — два;
4U — четыре;
8U — восемь.

Важно не путать монтажную высоту и физическую высоту всего шкафа. Корпус 42U будет существенно выше, чем просто 42 × 44,45 мм, потому что сверху и снизу есть элементы рамы, основание, колёса или регулируемые опоры.

Как определить нужную высоту шкафа

Сначала составьте список всего оборудования, которое будет установлено сейчас.

Оборудование Количество Высота одного устройства Всего

Сервер 3 2U 6U

СХД 1 4U 4U

Коммутатор 2 1U 2U

Патч-панель 2 1U 2U

ИБП 1 3U 3U

Горизонтальный кабельный организатор 2 1U 2U

Итого 19U

Покупать шкаф ровно на 19U нерационально. Нужно оставить место под новые серверы, коммутаторы, полки, кабельные организаторы и другое оборудование.

Какой запас по U оставить

Универсального процента запаса нет — он зависит от планов развития инфраструктуры.

Если шкаф покупается для системы, которая практически не будет расширяться, достаточно предусмотреть пространство под обслуживание и несколько дополнительных устройств.

Если инфраструктура развивается, лучше сразу учесть:

новые серверы;
дополнительную СХД;
второй коммутатор;
резервный ИБП;
патч-панели;
кабельные организаторы;
новые PDU;
оборудование резервирования.

Например, если сегодня нужно около 30U и ожидается расширение, шкаф 42U часто оказывается рациональнее корпуса, заполненного почти полностью с первого дня. Свободные юниты — не недостаток: они дают возможность корректно организовать оборудование и не менять весь шкаф при первой модернизации.

Какие размеры шкафов бывают

Для небольших сетевых узлов применяются настенные шкафы 6U, 9U, 12U и других размеров. Для серверного оборудования чаще используют напольные модели 18U, 22U, 24U, 32U, 42U, 45U, 47U и выше.

42U — один из самых распространённых форматов для полноразмерной серверной инфраструктуры. Например, в каталоге RITM-IT представлены напольные серверные шкафы 42U размером 600 × 1200 и 800 × 1200 мм. Конкретные модели различаются дверями, допустимой распределённой нагрузкой и полезной глубиной.

Как выбрать глубину шкафа

Глубина — один из самых критичных параметров. Сервер может занимать всего 1U или 2U по высоте, но иметь корпус глубиной 700–850 мм и более.

Ориентироваться только на длину корпуса сервера нельзя. Нужно разместить:

корпус;
переднюю и заднюю части направляющих;
разъёмы питания;
сетевые кабели;
кабели СХД;
кабель-менеджмент;
PDU;
пространство для нормального изгиба кабелей;
пространство для выхода горячего воздуха.

Dell в требованиях для отдельных систем хранения указывает минимальную глубину стойки более метра — именно с учётом оборудования и размещения компонентов внутри шкафа.

Шкаф глубиной 600 мм

Подходит прежде всего для сетевого и телекоммуникационного оборудования:

патч-панелей;
коммутаторов небольшой глубины;
маршрутизаторов;
оптических кроссов;
оборудования СКС;
небольших устройств на полках.

Для полноразмерного стоечного сервера такой шкаф часто слишком мелкий. Даже если сервер физически помещается, могут возникнуть проблемы с направляющими, разъёмами, кабелями и закрытием задней двери.

Шкаф глубиной 800 мм

Глубина 800 мм даёт больше возможностей, но подходит не для любого сервера. Перед покупкой нужно проверить:

глубину самого корпуса;
диапазон регулировки рельсов;
расстояние между передними и задними монтажными профилями;
место за сервером для кабелей;
возможность закрыть заднюю дверь.

Нельзя использовать правило «сервер 700 мм — значит шкаф 800 мм точно подойдёт». Внешняя глубина корпуса шкафа и полезное монтажное пространство — не одно и то же.

Шкаф глубиной 1000 мм

Шкаф 1000 мм уже подходит для многих стоечных серверов, однако проверка конкретного оборудования всё равно обязательна. Например, одна из представленных на RITM-IT моделей ЦМО 42U имеет внешнюю глубину около 1020 мм и полезную глубину 880 мм. Это хорошо показывает, почему нельзя считать все 1000 мм доступными под сервер.

Шкаф глубиной 1200 мм

Для современных полноразмерных серверов, СХД, большого количества кабелей и вертикальных PDU часто удобнее шкаф глубиной 1200 мм. Дополнительное пространство упрощает:

установку длинных серверов;
использование кабельных рукавов;
монтаж вертикальных PDU;
организацию питания;
укладку оптических и медных кабелей;
обслуживание задней части оборудования;
движение воздуха.

В каталоге RITM-IT представлены, например, серверные шкафы 42U глубиной 1200 мм, предназначенные для установки серверного и телекоммуникационного оборудования.

Полезная и внешняя глубина — не одно и то же

Это один из главных параметров, который нужно проверять в карточке шкафа. Внешняя глубина может составлять 1000 мм, а доступное монтажное пространство между внутренними элементами будет меньше.

Часть пространства занимают:

двери;
рама;
монтажные профили;
кабельные вводы;
PDU;
кабельные организаторы.

Правильная последовательность выбора:

глубина сервера → совместимость рельсов → положение монтажных профилей → пространство под кабели → внешняя глубина шкафа.

А не наоборот.

Ширина 600 или 800 мм

19-дюймовое оборудование можно ставить как в 600-мм, так и в 800-мм шкаф. Разница — в свободном пространстве по бокам.

Когда достаточно 600 мм

Ширина 600 мм подходит, если:

оборудование устанавливается непосредственно в 19-дюймовые направляющие;
кабелей относительно немного;
вертикальные PDU нормально размещаются сзади;
не требуется большое количество боковых кабельных организаторов;
помещение ограничено по площади.

Это стандартный компактный вариант для многих серверных конфигураций.

Когда удобнее 800 мм

Дополнительные 200 мм особенно полезны при большом количестве кабелей. Шкаф шириной 800 мм удобнее для:

крупных коммутационных узлов;
большого количества медных патч-кордов;
оптической коммутации;
боковых кабельных трасс;
нескольких вертикальных PDU;
плотной серверной инфраструктуры.

При этом более широкий шкаф занимает больше места в помещении, поэтому выбирать 800 мм без необходимости тоже не всегда рационально.

Как проверить допустимую нагрузку

Серверный шкаф должен выдерживать не только серверы, но и всё установленное оборудование. При расчёте учитывают массу:

серверов;
СХД;
ИБП;
аккумуляторных блоков;
коммутаторов;
PDU;
полок;
кабелей;
самого дополнительного оборудования.

Особенно тяжёлыми могут быть ИБП, дисковые полки и системы хранения.

В характеристиках шкафа нужно искать именно допустимую статическую или распределённую нагрузку. Например, отдельные шкафы 42U в каталоге RITM-IT рассчитаны на распределённую нагрузку 900–1000 кг. APC для некоторых полноразмерных стоек также указывает нагрузочную способность порядка 907 кг.

Почему нельзя выбирать шкаф без запаса по массе

Если расчётная масса оборудования почти равна предельной нагрузке шкафа, конфигурация плохо подготовлена к расширению. Кроме того, нужно учитывать не только прочность шкафа:

допустимую нагрузку на пол;
возможность перемещения шкафа;
нагрузку на ролики;
нагрузку на регулируемые опоры;
распределение тяжёлых устройств внутри.

Тяжёлое оборудование следует размещать ближе к нижней части стойки. Dell рекомендует заполнять частично занятую стойку снизу вверх и устанавливать наиболее тяжёлые компоненты в нижней части.

Почему тяжёлое оборудование ставят снизу

СХД, крупные серверы и ИБП желательно устанавливать в нижней части шкафа. Это:

снижает центр тяжести;
уменьшает риск опрокидывания;
облегчает загрузку тяжёлого оборудования;
делает конструкцию стабильнее.

Лёгкие коммутаторы, патч-панели и кабельные организаторы можно размещать выше. Если шкаф имеет стабилизирующие элементы, их нужно устанавливать согласно инструкции производителя перед монтажом и обслуживанием тяжёлого оборудования.

Двери: стекло или перфорация

Для шкафа с активным серверным оборудованием обычно предпочтительны перфорированные двери. Большинство современных rack-серверов рассчитано на движение воздуха от передней части корпуса к задней:

холодный воздух → передняя часть сервера → компоненты → вентиляторы → горячий воздух назад.

Поэтому дверь не должна существенно ограничивать воздушный поток. Dell, например, использует в серверных шкафах двери с высокой степенью перфорации и указывает, что такая конструкция уменьшает сопротивление воздушному потоку.

Когда стеклянная дверь допустима

Стеклянная передняя дверь может использоваться для:

пассивной коммутации;
патч-панелей;
небольшой сетевой инфраструктуры;
оборудования с невысоким тепловыделением;
шкафов, где приток воздуха организован другими способами.

Для плотного размещения серверов стекло может становиться препятствием для нормального забора воздуха. Поэтому выбирать дверь нужно не по внешнему виду, а по тепловой нагрузке установленного оборудования.

Как организовать охлаждение

Шкаф сам по себе оборудование не охлаждает. Его задача — не мешать системе охлаждения серверов и правильно направлять воздушные потоки.

Основной принцип: холодный воздух должен попадать к воздухозаборникам оборудования, а горячий — свободно отводиться сзади. Нельзя блокировать вентиляционные отверстия кабелями, PDU и другими компонентами.

Dell отдельно указывает для сетевого оборудования, что монтаж в шкафу не должен ограничивать требуемый воздушный поток, а закрытая стойка может иметь более высокую внутреннюю температуру, чем температура помещения.

Почему важна свободная задняя зона

Позади серверов находятся:

блоки питания;
вентиляторы;
сетевые интерфейсы;
силовые кабели;
кабели данных.

Если пространство полностью заполнено кабелями, вывод горячего воздуха ухудшается. Для отдельных устройств производители прямо требуют сохранять свободное пространство около зон выброса воздуха. Например, Dell указывает для некоторых сетевых систем минимум 12,7 см свободного пространства возле вытяжных отверстий. Это не универсальная норма для любого сервера, а пример того, почему требования конкретного оборудования необходимо проверять отдельно.

Нужны ли вентиляторы в крыше шкафа

Потолочный вентиляторный модуль не является универсальным способом охлаждения любого серверного шкафа. Основной воздушный поток типичного сервера проходит горизонтально — спереди назад. Поэтому установка большого количества вентиляторов сверху не компенсирует:

слишком высокую температуру помещения;
закрытую стеклянную дверь;
заблокированную заднюю часть;
неправильное расположение шкафа;
недостаточную производительность кондиционирования.

Вентиляторные модули могут использоваться в определённых шкафах и схемах вентиляции, но решение должно учитывать реальный воздушный поток оборудования.

Сколько места оставить перед и за шкафом

Нужно предусмотреть пространство не только внутри шкафа, но и вокруг него. Двери должны полностью открываться, а инженер должен иметь возможность:

установить сервер;
выдвинуть его на рельсах;
заменить блок питания;
подключить кабель;
снять заднюю дверь;
обслужить PDU;
заменить оборудование.

В руководстве по планированию серверных помещений Dell для ряда стоек рекомендуется оставлять около 91 см свободного пространства спереди и сзади стойки для монтажа и обслуживания. Для отдельных СХД Dell приводит аналогичную рекомендацию — около 92 см.

Это не означает, что 91–92 см является универсальной нормативной величиной для любого шкафа. Требования следует проверять для конкретного оборудования и помещения.

Как учитывать направляющие серверов

Rack-сервер обычно устанавливается не просто на четыре винта. Для него используются статические или выдвижные рельсы. Совместимость направляющих зависит от:

типа отверстий монтажных профилей;
расстояния между передними и задними стойками;
глубины шкафа;
конкретной модели сервера;
типа rail kit.

Dell выпускает для PowerEdge как статические, так и скользящие рельсы, поэтому при выборе шкафа нужно проверять диапазон монтажа именно того комплекта направляющих, который будет использоваться. Даже если корпус сервера помещается по глубине, несовместимые рельсы могут сделать монтаж невозможным.

Как разместить PDU

PDU распределяет питание между установленным оборудованием. Для небольшого шкафа можно использовать горизонтальный блок 1U. В полноразмерных серверных шкафах часто удобнее вертикальные PDU, которые устанавливаются сбоку или в задней части и не занимают полезные юниты.

Перед выбором шкафа нужно проверить:

где крепится PDU;
не мешает ли он серверам;
не перекрывает ли блоки питания;
можно ли заменить PSU без демонтажа PDU;
достаточно ли места для силовых кабелей;
не блокируется ли воздушный поток.

Если используются два независимых ввода питания A/B, размещение двух PDU лучше предусмотреть заранее.

Как организовать кабели

Кабельная система способна занять значительную часть внутреннего пространства. Нужно предусмотреть маршруты для:

силовых кабелей;
Ethernet;
DAC;
оптических линий;
кабелей управления;
подключения СХД.

Для горизонтального распределения используются 19-дюймовые кабельные организаторы. Стандартный организатор 1U занимает полноценный юнит — около 44,45 мм высоты. В широких шкафах 800 мм удобнее использовать вертикальные кабельные организаторы по бокам оборудования.

Настенный или напольный шкаф

Настенный шкаф

Подходит для:

небольших коммутаторов;
патч-панелей;
маршрутизаторов;
систем СКС;
компактного сетевого оборудования.

Настенные шкафы могут иметь глубину всего 350–600 мм и существенно меньшую нагрузочную способность. Например, у одной из настенных моделей ЦМО 9U на RITM-IT полезная глубина составляет 300 мм, а распределённая нагрузка — 200 кг. Такой шкаф предназначен для совсем другого класса оборудования, чем глубокий напольный серверный корпус.

Напольный шкаф

Выбирают для:

rack-серверов;
СХД;
ИБП;
крупных коммутаторов;
нескольких десятков единиц оборудования;
тяжёлой инфраструктуры.

Для полноценной серверной системы это основной вариант.

Типичные ошибки при выборе серверного шкафа

Выбирать только по количеству U. 42U не гарантирует совместимость с сервером. Шкаф может оказаться слишком мелким или иметь недостаточную нагрузочную способность.
Сравнивать глубину шкафа с глубиной сервера один к одному. Нужно учитывать полезную глубину, рельсы, разъёмы и кабели.
Покупать стеклянную дверь для плотной серверной конфигурации. Если серверы забирают воздух спереди, закрытая поверхность способна ухудшать приток.
Не учитывать массу ИБП. Аккумуляторные блоки могут быть одними из самых тяжёлых устройств в стойке.
Заполнять шкаф сверху вниз. Тяжёлое оборудование нужно размещать снизу, чтобы снизить центр тяжести.
Не оставлять места для PDU и кабелей. Формально сервер помещается, но после подключения питания и сети задняя дверь уже не закрывается.
Не оставлять запас по U. Через год появляется новый сервер, а свободного места уже нет.
Игнорировать доступ для обслуживания. Шкаф нельзя устанавливать так, чтобы задняя дверь открывалась лишь на несколько сантиметров.

Какой шкаф выбрать для разных задач

Задача Что обычно требуется

Патч-панели и небольшой коммутатор настенный 6–12U

Небольшой сетевой узел 12–18U

Один-два сервера и сеть глубокий напольный 18–24U

Несколько серверов и СХД 24–42U, глубина по оборудованию

Полноценная серверная 42U и выше

Большое количество кабелей ширина 800 мм

Глубокие rack-серверы часто шкаф 1000–1200 мм

Плотная серверная конфигурация перфорированные двери

Тяжёлая СХД и ИБП высокая допустимая нагрузка

Это ориентиры, а не универсальные размеры. Окончательный выбор делают после составления перечня конкретного оборудования.

Чек-лист перед покупкой

Сколько U занимает оборудование сейчас.
Сколько U потребуется после расширения.
Какова глубина самого длинного сервера.
Какой диапазон имеют его направляющие.
Какая полезная глубина шкафа.
Есть ли место для кабелей за серверами.
Где будут установлены PDU.
Нужны ли вертикальные кабельные организаторы.
Достаточно ли ширины 600 мм или лучше 800 мм.
Какова суммарная масса оборудования.
Какую распределённую нагрузку выдерживает шкаф.
Какую нагрузку выдерживает пол.
Есть ли перфорированные передняя и задняя двери.
Как движется воздух через серверы.
Есть ли свободное пространство перед и за шкафом.
Подходят ли отверстия и профили под rail kit.
Есть ли регулируемые опоры или стабилизаторы.
Нужны ли ролики для перемещения.
Где вводятся силовые и сетевые кабели.
Есть ли резерв по высоте, глубине и нагрузке.

FAQ

Что означает 42U в серверном шкафу?

42U означает, что шкаф предоставляет 42 стандартных монтажных юнита. Один U равен 44,45 мм. Это монтажная высота, а не полная физическая высота корпуса шкафа.

Какой глубины шкаф нужен для сервера?

Зависит от корпуса и направляющих конкретного сервера. Для полноразмерных rack-серверов часто используют шкафы глубиной 1000–1200 мм, но ориентироваться нужно на полезную глубину и требования rail kit, а не только на внешний размер.

Что лучше: шкаф 600 или 800 мм шириной?

600 мм достаточно для многих серверных конфигураций. 800 мм удобнее, если требуется большое количество вертикальных кабельных трасс, несколько PDU или плотная коммутация.

Нужна ли перфорированная дверь серверному шкафу?

Для активного серверного оборудования обычно да. Перфорация уменьшает сопротивление притоку и отводу воздуха. Для пассивной коммутации или оборудования с небольшим тепловыделением требования могут отличаться.

Можно ли установить сервер в телекоммуникационный шкаф?

Можно только при совпадении всех необходимых параметров: глубины, четырёхточечного крепления, нагрузки, rail kit и охлаждения. Многие мелкие телекоммуникационные шкафы рассчитаны на коммутаторы и патч-панели и слишком малы для полноразмерного сервера.

Короткий алгоритм выбора

Составьте перечень серверов, СХД, сетевого оборудования и ИБП. Просуммируйте количество U и добавьте пространство для расширения.
Найдите самое глубокое устройство и проверьте не только его корпус, но и направляющие, задние разъёмы и кабели. После этого определите необходимую внешнюю глубину шкафа.
Рассчитайте общую массу оборудования и сравните её с допустимой распределённой нагрузкой шкафа.
Если устанавливаются полноценные серверы, отдавайте приоритет конструкции с нормальным движением воздуха спереди назад и перфорированными дверями. Для большого количества кабелей удобнее шкаф шириной 800 мм.
Проверьте PDU, кабельные вводы, рельсы, свободное пространство для обслуживания и возможность дальнейшего расширения.

Вывод

Правильный серверный шкаф 19 дюймов выбирают не по одному параметру. Количество U определяет только доступную монтажную высоту, но не гарантирует, что сервер физически поместится и будет нормально работать.

Для серверной инфраструктуры необходимо одновременно учитывать высоту оборудования, полезную глубину, направляющие, ширину, допустимую нагрузку, размещение PDU и кабелей, тип дверей и направление воздушного потока.

Для небольшого сетевого узла может быть достаточно настенного шкафа глубиной 450–600 мм. Для полноразмерных серверов и СХД обычно требуется глубокий напольный шкаф с четырьмя монтажными профилями. При большом количестве оборудования практичным вариантом становится 42U, а глубина 1000–1200 мм и ширина 600 или 800 мм выбираются уже по конкретной конфигурации.

Главный принцип — сначала определить серверы, СХД, ИБП и сетевое оборудование, а уже затем подбирать под них шкаф. Такой подход позволяет избежать ситуации, когда стойка подходит по формату 19" и количеству U, но оказывается слишком мелкой, слабой по нагрузке или неудобной для охлаждения и обслуживания.